《建筑材料》-项目９　其他常用建筑材料及天然土料

任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.１石灰经过自身的物理、化学作用后,能由液体或半固体(泥膏状)变为坚硬的固体,并能把块状或散粒状材料胶结成整体的材料称为胶凝材料.胶凝材料根据化学组成,分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类.无机胶凝材料根据硬化条件,又可分为气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料两类.气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化,并保持或继续增长强度,如石灰、石膏、水玻璃及镁质胶凝材料(如菱苦土)等;水硬性胶凝材料不仅能在空气中凝结硬化,而且能更好地在水中凝结硬化,并保持或继续增长强度,如前面介绍的各种水泥.气硬性胶凝材料宜用于地面上干燥环境的建筑物,不宜用于潮湿环境,更不可用于水中.水硬性胶凝材料可用于地上、地下、水下的建筑物.下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料石灰是应用较早的胶凝材料,它成本低,生产工艺简单,在建筑工程中应用较广.９.１.１.１石灰的原料及烧制石灰主要有两个来源:一个是以碳酸钙(CaCO３)为主要成分的矿物、岩石(如方解石、石灰岩、大理石)或贝壳,经煅烧而得生石灰CaO;另一个是化工副产品,如用碳化钙(电石)制取乙炔时产生的电石渣,其主要成分是Ca(OH)２,即熟石灰.有些石灰岩中含有碳酸镁(M-CO３)(如白云质石灰岩),烧成的生石灰中含氧化镁(M-O).当M-O含量≤５％时,称为钙质石灰;当M-O含量＞５％时,称为镁质石灰.镁质石灰熟化较慢,但硬化后强度稍高.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.１.２石灰的熟化与硬化１.熟化生石灰在使用前,一般要加水使之消解成膏状或粉末状的消石灰,此过程称为石灰的熟化.其反应式为:石灰熟化时,放出大量的热,体积膨胀１~２.５倍.煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快,放热量与体积膨胀也较多.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料石灰熟化的方法一般有以下两种:(１)制石灰膏.在化灰池或熟化机中加入２.５~３倍生石灰质量的水,生石灰熟化成的Ca(OH)２经滤网流入储灰池,在储灰池中沉淀成石灰膏.石灰膏在储灰池中储存(陈伏)两周以上,使熟化慢的颗粒充分熟化,然后使用.陈伏期间,石灰膏上应保留一层水,使石灰膏与空气隔绝,避免碳化.(２)制消石灰粉.用喷壶在生石灰上分层淋水,使其消解成消石灰粉.制消石灰粉的理论用水量为生石灰质量的３１.２％,由于熟化时放热,部分水分蒸发,故实际加水量常为生石灰质量的６０％~８０％.加水量以既能充分熟化,又不过湿成团为度.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料２.硬化石灰浆在空气中逐渐硬化,其硬化过程是两个同时进行的物理及化学变化过程.(１)结晶过程.石灰膏中的游离水分蒸发或被砌体吸收,Ca(OH)２从饱和溶液中以胶体析出,胶体逐渐变浓,使Ca(OH)２逐渐结晶析出,促进石灰浆体的硬化.(２)碳化过程.石灰膏表面的Ca(OH)２与空气中的CO２反应生成CaCO３晶体,析出的水分则逐渐被蒸发,反应式为:以上两个变化过程只能在空气中进行,且Ca(OH)２溶于水,故石灰是气硬性胶凝材料,不能用于水下或长期处于潮湿环境下的建筑物中.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.１.３石灰的质量标准与应用１.石灰的特性(１)可塑性好.生石灰熟化成的石灰浆,是一种表面吸附水膜的高度分散的Ca(OH)２胶体,能降低颗粒之间的摩擦,因此,其具有良好的可塑性.利用这一性质,将其掺入水泥浆中,可显著提高砂浆的可塑性和保水性.(２)凝结硬化慢、强度低.石灰浆在空气中的凝结硬化速度慢,使得Ca(OH)２和CaCO３结晶很少,最终硬化后的强度很低.(３)硬化时体积收缩.石灰在硬化过程中要蒸发掉大量的游离水分,使其体积显著地收缩,易出现干缩裂缝.故石灰浆不宜单独使用,一般要掺入其他材料混合使用,如砂、麻刀、纸筋等,以抵抗收缩引起的开裂.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料(４)吸湿性强、耐水性差.生石灰会吸收空气中的水分而熟化;硬化后的石灰,如长期处于潮湿环境或水中,Ca(OH)２就会逐渐溶解而导致结构破坏,故耐水性差.(５)放热量大,腐蚀性强.生石灰的熟化是放热反应,放出大量的热;熟石灰中的Ca(OH)２具有较强的腐蚀性.２.石灰的物理性质根据建筑材料行业标准«建筑生石灰»(JC/T４７９—２０１３)的规定,建筑生石灰的物理性质应符合表９-１的规定.３.石灰的用途(１)拌制灰浆及砂浆.如麻刀灰、纸筋灰、石灰砂浆、混合砂浆(石灰水泥或石灰黏土混合砂浆),用于砌筑或抹面.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料(２)拌制灰土、三合土.灰土为消石灰粉与黏土按２∶８或３∶７的体积比加少量水拌成.三合土为消石灰粉、黏土、砂按１∶２∶３的体积比,或者消石灰粉、砂、碎砖(或碎石)按１∶２∶４的体积比加少量水拌成.灰土及三合土经分层夯实后,强度较黏土高,而且因Ca(OH)２与土中的少量活性氧化硅与活性氧化铝反应,生成不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙而具有一定的水硬性.灰土、三合土主要用于建筑物、路面或地面的垫层、地基的换土处理及地下建筑物的防水.(３)建筑生石灰粉.将生石灰磨成的细粉称为建筑生石灰粉.建筑生石灰粉也可先加较多的水熟化成石灰膏或石灰乳后使用.这种做法的效果虽不如上法明显,但仍可提高石灰的利用率并缩短陈伏期.用建筑生石灰粉拌制灰土、三合土或生产硅酸盐制品,其强度远高于使用消石灰粉.另外,石灰还可以作石灰碳化制品及硅酸盐制品的主要原料.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料４.石灰的储存生石灰的储存应防潮防水,以免吸水自然熟化后硬化,并注意周围不要堆放易燃物,防止熟化时放热酿成火灾.生石灰不宜长期储存,一般储存期不超过一个月.如要存放,可熟化成石灰膏,上覆砂土或水与空气隔绝,以免硬化.９.１.２石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料,具有轻质、高强、保温、隔热、耐火、吸声等良好性能,石膏制品作为高效节能的新型材料,已经开始快速发展并得到广泛应用.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.２.１石膏的生产及品种生产石膏的主要原料是天然二水石膏,又称软石膏或生石膏,也可采用各种工业副产品(化工石膏).将天然二水石膏或化工石膏经加热、煅烧、脱水、磨细可得石膏胶凝材料.随着加热的条件和程度不同,可得到性质不同的石膏产品.常用的石膏胶凝材料种类有建筑石膏、高强石膏、高温煅烧石膏等.１.建筑石膏将天然二水石膏置于窑中煅烧至１２０℃~１４０℃,生成β型半水石膏(β-CaSO４.０.５H２O),再经磨细的白色粉状物,称为建筑石膏.建筑石膏为白色或灰白色粉末,密度为２.６~２.７５-/cm３,堆积密度为８００~１０００k-/m３,多用于建筑抹灰、粉刷、砌筑砂浆及各种石膏制品.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料２.高强石膏将二水石膏在压力为０.１３MPa、温度为１２４℃的密闭蒸压釜内蒸炼,得到的是α型半水石膏(α-CaSO４.０.５H２O),即高强石膏.α型半水石膏晶体粗大、密实强度高、用水量小,主要用于较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板.掺入防水剂时,可生产高强防水石膏及制品.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料３.高温煅烧石膏α型半水石膏若继续加热,随着温度升高,会依次生成α型、β型脱水半水石膏,α型、β型可溶性硬石膏、不溶性硬石膏、煅烧石膏.其中,脱水半水石膏及可溶性硬石膏加水后仍能很快凝结硬化,而不溶性硬石膏几乎完全不凝结并且无强度,成为死烧石膏.加热温度超过８００℃时,生成的煅烧石膏由于分解出CaO,在CaO的激发下,又重新具有凝结硬化能力,被称为地板石膏(也称高温煅烧石膏).地板石膏主要用于砌筑及制造人造大理石的砂浆,还可加入稳定剂、填料等经塑化压制成地板材料.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.２.２石膏的硬化石膏加水拌和后,可调制成可塑性浆体,经过一段时间反应后,将失去塑性,并凝结硬化成具有一定强度的固体.其凝结硬化主要是由于半水石膏与水相互作用,还原成二水石膏.其反应式为:由于二水石膏在水中的溶解度较半水石膏在水中的溶解度小得多,所以,二水石膏不断从饱和溶液中沉淀而析出胶体微粒.由于二水石膏析出,破坏了原有半水石膏的平衡浓度,致使半水石膏进一步溶解和水化,直到半水石膏全部水化为二水石膏为止.随着水化的进行,二水石膏生成的晶体量不断增加,水分逐渐减少,浆体开始失去可塑性,这个过程称为初凝.而后浆体继续变稠,颗粒之间的摩擦力、粘结力增加,并开始产生结构强度,这个过程称为终凝.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料其间晶体颗粒逐渐长大、连生和互相交错,使浆体强度不断增长,这个过程称为硬化.石膏的凝结硬化过程是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶的过程.９.１.２.３石膏的技术性质１.凝结硬化快石膏凝结硬化较快,一般初凝仅需几分钟,终凝不超过半小时.«建筑石膏»(-B/T９７７６—２００８)规定建筑石膏的初凝时间不小于６min,终凝时间不大于３０min.２.凝结硬化时体积微膨胀石膏硬化后,体积略有膨胀,所以,可不掺加填料而单独使用,并能很好地填充模型,使得硬化体表面饱满、尺寸精确、轮廓清晰,具有良好的装饰性.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料３.孔隙率大、表观密度小、强度较低石膏水化的理论用水量为１８.６％,为了满足施工要求的可塑性,实际加水量为６０％~８０％,石膏凝结后多余水分蒸发,导致孔隙率大、重量减轻、强度降低、导热性低、吸声性好.４.调温、调湿、装饰性好由于石膏内大量毛细孔隙对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力,所以对室内的空气湿度有一定的调节作用,再加上石膏制品表面细腻、平整、色白,是理想的环保型室内装饰材料.５.防火性能良好石膏硬化后的主要成分是含有两个结晶水分子的二水石膏,当遇火时,结晶水蒸发,吸收热量并在表面生成具有良好绝热性的“蒸汽幕”,能够有效抑制火焰蔓延和温度的升高.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料６.耐水性、抗渗性、抗冻性差石膏硬化后孔隙率高,吸水性、吸湿性强,在潮湿环境中,晶体粒子间的结合力会削弱,因此,不耐水、不抗冻,浸水后强度大大降低,所以使用时,应注意所处环境的影响.根据现行国家标准«建筑石膏»(-B/T９７７６—２００８)的规定,建筑石膏物理力学性能应符合表９-２的规定.９.１.２.４石膏板石膏板是以石膏为主要原料,掺入填料、外加剂或其他材料复合制成.石膏板具有轻质、绝热、吸声、不燃和可锯、可钉等性能,可用作吊顶、内墙面装饰材料.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料为减小表观密度、降低导热性,可掺入锯末、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒、膨胀矿渣、煤渣等轻质多孔填料,也可加入泡沫剂或加气剂制成泡沫石膏板或加气石膏板.为提高抗拉强度、减小脆性,可掺入纸筋、麻丝、石棉、玻璃纤维等纤维状填料,也可在石膏板表面贴纸.在石膏板上穿孔可制成吸声板.目前国内生产的石膏板有以下几种.１.纸面石膏板纸面石膏板是在建筑石膏中加入适量轻质填料、纤维、发泡剂、缓凝剂等,加水拌成料浆,浇筑在纸面上,成型后上层覆以面纸,经凝固、切断、烘干而成.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料２.空心石膏条板空心石膏条板是在石膏中掺入轻质及纤维填料,制成类似混凝土空心板的条板,宽度为４５０~６００mm,厚度为６０~１００mm,长为２５００~３０００mm,孔洞率为３０％~４０％,７~９孔.这种板施工方便,不用龙骨,可用作轻质隔板.３.纤维石膏板纤维石膏板是在建筑石膏中掺入玻璃纤维、纸浆、矿棉等纤维加工可制成无纸面石膏板.它的抗弯强度和弹性模量都高于纸面石膏板.４.装饰石膏板装饰石膏板是在建筑石膏中加入纤维材料及少量胶料,经加水搅拌、成型、修边而制成的正方形板,边长２００~９００mm,有平板、多孔板、花纹板、浮雕板等.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料９.１.３水玻璃１.水玻璃的生产及性质土建工程中常用的水玻璃是硅酸钠Na２O.nSiO２的水溶液,俗称泡花碱.将石英砂或石英岩粉加入Na２CO２或Na２SO４在玻璃熔炉内熔化,在１３００℃~１４００℃温度下,得固态水玻璃.水玻璃溶于水,使用时仍可加水稀释,其溶解的难易程度与n值的大小有关.n值越大,水玻璃的黏度越大,越难溶解,但却易分解硬化.土建工程中常用水玻璃的n值,一般为２.５~２.８.上一页下一页返回任务9.1常用的气硬性胶凝材料２.水玻璃的应用(１)作灌浆材料用以加固地基.将水玻璃溶液与氯化钙溶液同时或交替灌入地基中,填充地基土颗粒空隙并将其胶结成整体,可提高地基承载能力及地基土的抗渗性.(２)涂刷、浸渍混凝土结构或构件,提高混凝土的抗风化及抗渗能力.但不能对石膏制品进行涂刷或浸渍,因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠晶体,会在制品孔隙内部产生体积膨胀,使石膏制品受到破坏.(３)掺入砂浆或混凝土,使水泥速凝,可用于堵漏.(４)以水玻璃为胶凝材料配制耐酸或耐热砂浆或混凝土.(５)配制快凝防水剂,掺入水泥浆、砂浆或混凝土中,用于堵漏、抢修.上一页返回任务９.２常用的墙体材料９.２.１砌墙砖砌墙砖按生产工艺的不同,可分为烧结砖和蒸养砖;按生产砖的原材料不同,可分为黏土砖、粉煤灰砖、煤矸石砖、炉渣砖、页岩砖、灰砂砖等;按构造不同,可分为普通砖、多孔砖和空心砖.９.２.１.１烧结普通砖的基本性质烧结普通砖为通过高温焙烧所制得的砖.１.烧结原理烧结普通砖所用的原材料有黏土(N)、粉煤灰(F)、煤矸石(M)、页岩(Y)等.其中,以黏土使用最为广泛,其经调制、制坯、干燥、焙烧等工序制作而成.下一页返回任务９.２常用的墙体材料黏土是天然岩石经长期风化而成,其主要成分是高岭石(Al２O３.２SiO２.２H２O),此外还含有石英砂、云母、碳酸钙、碳酸镁、铁质矿物、碱及一些有机杂质等,为多种矿物的混合体.２.烧结普通砖的技术性质现行国家标准«烧结普通砖»(-B５１０１—２００３)对烧结普通砖的性质作了具体的规定.(１)规格.烧结普通砖的外形为直角平行六面体,其公称尺寸为:长２４０mm、宽１１５mm、高５３mm.若考虑砖之间１０mm厚的砌筑灰缝,则４块砖长、８块砖宽、１６块砖厚均为１m.１m３的砖砌体需砖数为:４×８×１６＝５１２(块).上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料(２)质量等级.１)强度等级.烧结普通砖根据抗压强度分为MU３０、MU２５、MU２０、MU１５、MU１０五个强度等级.其强度值应符合表９-３的规定.２)产品质量等级.烧结普通砖(强度和抗风化性能合格的砖)根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂分为优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三个质量等级.优等品适用于清水墙和墙体装饰,一等品、合格品可用于混水墙.①其尺寸偏差应符合表９-４的规定②外观质量应符合表９-５的规定.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料③抗风化性能是烧结普通砖主要的耐久性之一,按划分的风化区采用不同的抗风化指标,风化区用风化指数进行划分.风化指数是指日气温从正温降至负温或从负温升至正温的每年平均天数与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨总量(以mm计)的平均值的乘积.风化指数大于或等于１２７００的,为严重风化区;风化指数小于１２７００的,为非严重风化区.我国风化区的划分见表９-６.严重风化区中的１、２、３、４、５地区的砖必须进行冻融试验.其他地区的砖的抗风化性能符合表９-７的规定时,可不做冻融试验;否则,必须进行冻融试验.④泛霜.是指黏土原料中的可溶性盐类,随砖内水分蒸发而沉积于砖的表面,形成的白色粉状物(又称盐析).上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料⑤石灰爆裂.是指砖的坯体中夹杂有石灰石,当砖焙烧时,石灰石分解为生石灰留置于砖中,砖吸水后体内生石灰熟化产生体积膨胀而使砖发生胀裂现象.(３)产品标记.烧结普通砖的产品标记按产品名称、规格、品种、强度等级、质量等级和标准编号的顺序编写.３.烧结普通砖的应用烧结普通砖具有一定的强度,除可用于砌筑承重或非承重墙体外,还可砌筑砖柱、砖拱、砖过梁、沟道、基础等.由于烧结普通砖大多采用黏土制作,故各地方有关部门对其使用有一定的规定.如上海地区,允许在±０.０００以下使用烧结普通砖;在±０.０００以上部位必须采用其他材料,如烧结多孔砖、加气混凝土砌块等.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料９.２.１.２烧结多孔砖的基本性质为了降低砖的表观密度、提高施工效率、节约黏土而生产与使用烧结多孔砖.烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石等为主要原料,经焙烧而成的砖,其孔洞率不小于２５％.１.烧结多孔砖的主要技术性质国家标准«烧结多孔砖和多孔砌块»(-B１３５４４—２０１１)对烧结多孔砖的技术性质的规定如下:上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料(１)规格.烧结多孔砖的外形为直角六面体,其长度、宽度、高度尺寸应符合下列要求:长度:２９０、２４０(mm).宽度:１９０、１８０、１４０、１１５(mm).高度:９０mm.常用规格为２９０mm×１４０mm×９０mm.烧结多孔砖的孔形有圆形或非圆形,圆形直径≤２２mm,非圆形孔内切圆直径≤１５mm.(２)质量等级.强度和抗风化性能合格的烧结多孔砖根据尺寸偏差、外观质量、孔型及孔洞排列、泛霜和石灰爆裂划分为优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三个质量等级.其尺寸允许偏差应符合表９-８的要求,外观质量应符合表９-９的要求.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料(３)产品标记.烧结多孔砖产品标记按产品名称、品种、规格、强度等级、质量等级和标准编号的顺序编写.例如:规格尺寸为２９０mm×１４０mm×９０mm,强度等级为MU２５,一等品的烧结黏土多孔砖标记为:烧结多孔砖N２９０×１４０×９０２５B

-B１３５４４.(４)强度等级.烧结多孔砖根据抗压强度划分为五个强度等级,见表９-１０.(５)烧结多孔砖孔型孔洞率及孔洞排列见表９-１１.(６)泛霜.每块砖或砌块不允许出现严重泛霜.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料(７)石灰爆裂.１)最大破坏尺寸大于２mm且小于等于１５mm的爆裂区域,每组砖样不得多于１５处.其中,大于１０mm的爆裂区域不得多于７处.２)不允许出现最大破坏尺寸大于１５mm的爆裂区域.(８)抗风化性能见表９-７.２.烧结多孔砖的应用烧结多孔砖强度较高,主要用于砌筑六层以下建筑物的承重墙或高层框架结构填充墙(非承重墙).由于为多孔构造,故不宜用于基础墙的砌筑.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料９.２.１.３烧结空心砖的基本性质烧结空心砖是以黏土、页岩或煤矸石为主要原料,其生产工艺与烧结多孔砖相似.根据现行国家标准«烧结空心砖和空心砌块»(-B/T１３５４５—２０１４)的规定,烧结空心砖的规格有两种,即２９０mm×１９０(１４０)mm×９０mm和２４０mm×１８０(１７５)mm×１１５mm.其形状如图９-１所示.烧结空心砖与烧结多孔砖相比,孔洞个数少,孔洞率较大,一般孔洞率大于３０％.砌筑时,孔洞水平方向放置,故又称为水平孔空心砖.烧结空心砖根据表观密度分为８００、９００、１１００(k-/m３)三个密度等级,见表９-１２.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料烧结空心砖分为MU１０.０、MU７.５、MU５.０、MU３.５四个强度等级,见表９-１３.其孔洞排数、尺寸偏差、外观质量和抗风化性能应分别符合表９-１４、表９-１５、表９-１６、表９-１７的规定.烧结空心砖主要用于非承重墙体,如框架结构填充墙、非承重内隔墙.９.２.２砌墙砌块砌块为规格尺寸比砖大的人造块材,是建筑工程常用的新型墙体材料之一.其原材料丰富、制作简单、施工效率较高且适用性强.按尺寸规格可分为小型砌块和中型砌块,按制作用原材料可分为混凝土砌块和粉煤灰砌块等.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料１.混凝土砌块混凝土砌块是以水泥为胶结材料,以砂、石或炉渣、煤矸石等为集料,经加水搅拌、成型、养护而成的块体材料.通常为减轻自重,多制成空心小型砌块.其尺寸应符合表９-１８的规定.根据«普通混凝土小型砌块»(-B/T８２３９—２０１４)规定:混凝土小型空心砌块的抗压强度见表９-１９.混凝土小型空心砌块主要用于一般工业和民用建筑的墙体.２.轻集料混凝土小型空心砌块轻集料混凝土小型空心砌块具有自重轻、保温性能好、抗震性能好、防火及隔声性能好等特点.按所用轻集料的不同,可分为陶粒混凝土小砌块、火山渣混凝土小砌块、煤渣混凝土小砌块三种.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料根据«轻集料混凝土小型空心砌块»(-B/T１５２２９—２０１１)规定,轻集料混凝土小型空心砌块按排孔数分为单排孔砌块、双排孔砌块、三排孔砌块及四排孔砌块四类;按密度等级分为７００级、８００级、９００级、１０００级、１１００级、１２００级、１３００级和１４００级八个等级.小砌块的保温性能取决于排孔数及密度等级.轻集料混凝土小型空心砖块主规格尺寸为３９０mm×１９０mm×１９０mm,为满足一般多层住宅建筑需要,其块型通常有７~１２种.轻集料混凝土小型空心砌块的强度等级根据抗压强度和密度等级划分为２.５、３.５、５.０、７.５、１０.０五个强度等级,见表９-２０.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料小型砌块的耐久性包括抗冻性、抗碳化性及耐水性.抗冻性以抗冻标号表示,对非采暖地区抗冻标号不作规定.采暖地区一般环境下,抗冻标号应达到D１５;干湿交替环境下,抗冻标号应达到D２５.抗碳化性以碳化系数表示.碳化系数为小型砌块碳化后强度与碳化前强度之比,一般水泥轻集料混凝土小砌块抗碳化性均能满足要求,如掺入粉煤灰掺加料的小砌块碳化系数不应小于０.８.耐水性以软化系数表示,由于不掺粉煤灰的水泥混凝土小型空心砌块的耐水性能符合要求,因此,现行标准中只对掺粉煤灰的轻集料混凝土小砌块的耐水性作了规定,即软化系数不应小于０.８.轻集料混凝土小型空心砌块适用于多层或高层的非承重及承重保温墙、框架填充墙及隔墙.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料３.加气混凝土砌块加气混凝土砌块是以钙质材料(水泥或石灰)、硅质材料(砂或粉煤灰)为基料,加入发气剂(铝粉),经搅拌、发气、成型、切割、蒸养等工艺制成的多孔结构的墙体材料.加气混凝土砌块一般规格尺寸见表９-２１.加气混凝土强度主要来源于钙质材料和硅质材料在压蒸条件下所形成的水化硅酸钙凝胶.根据抗压强度分为A１.０、A２.０、A２.５、A３.５、A５.０、A７.５、A１０七个级别,按干表观密度分为B０３、B０４、B０５、B０６、B０７、B０８六个密度级别,见表９-２２、表９-２３.蒸压加气混凝土砌块尺寸偏差和外观指标见表９-２４.加气混凝土砌块具有轻质、保温性能良好及施工方便等特点,但强度较低,主要用于非承重填充墙或非承重隔墙.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料９.２.３砌墙墙板９.２.３.１大型预制装配式墙板在建筑中使用预制装配式大板有利于实现建筑业往建筑工业化、施工机械化方向发展,也是改革传统墙体材料的一个重要方面.在装配式大板建筑中,多采用一间一块的内墙板、外墙板或隔墙板.几种不同类型的预制装配式大板见表９-２５.９.２.３.２轻质隔墙条板轻质隔墙条板是用轻质材料制成的,用作非承重的内隔墙的预制条板,具有质轻、价廉、易施工等特点.通常可制成实心、空心、复合多种形式.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料轻质隔墙条板按胶结材料可分为石膏类和水泥类.石膏类条板有石膏珍珠岩板、石膏纤维板和耐水增强石膏板等;水泥类条板有玻璃纤维增强水泥(-RC)珍珠岩板,水泥陶粒珍珠岩混凝土板等.条板规格一般为:长２５００~３５００mm;宽６００mm;厚５０~１２０mm.各种轻质板材的特点见表９-２６.轻质条板接缝处易产生裂缝,选用胶粘剂时应谨慎.厚度６０mm及以下的板材宜用于隔声要求不高的卫生间、厨房间隔断.９.２.３.３大型轻质复合板材大型轻质复合板材是用面层材料、骨架和填充材料复合而成的一种轻质板材.具有质轻保温、施工方便、布局随意灵活等特点.按组成及构造可分为轻质龙骨薄板类及水泥钢丝网架类复合板材.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料１.轻质龙骨薄板类复合墙板轻质龙骨薄板类复合墙板主要以纸面石膏板和纤维增强水泥板等各种轻质薄板为面层材料,以轻钢龙骨(或木龙骨)为骨架,中间填以保温材料,现场拼装而成的轻质板材,如图９-２所示.面层材料除常用纸面石膏板外,还可用玻纤增强水泥板(S—-RC板)、纤维增强水泥板(TK板)、纤维水泥加压板(FC板)、纤维水泥平板、纤维增强硬石膏压力板(AP板)等.这些面层材料均具有较好的耐水、防火、隔声性能,且强度较高.常用轻质薄板的主要性能见表９-２７.上一页下一页返回任务９.２常用的墙体材料２.水泥钢丝网架类复合墙板水泥钢丝网架类复合墙板是以镀锌细钢丝的焊接网架为骨架,中间填充聚苯乙烯等保温芯材,经现场拼装后,两面涂刷聚合物水泥砂浆面层材料而成的一种复合板材.如图９-３所示.它具有质轻、高强、保温、隔声、抗震性能好、耐火性较好的特点,适用于高层建筑的内隔墙、复合保温墙体的外保温层或低层建筑的承重内墙、外墙和楼板、屋面板等.水泥钢丝网架复合墙板的产品品种有舒乐舍板(聚苯泡沫板为芯材)、-Y板(岩棉为芯材)、泰柏板(聚苯泡沫条芯板)等,其性能可见表９-２８.复合墙板的主要规格为１２５０mm×２７００mm×１１０mm,按两片钢丝网架的中心间距计算约为７０mm,两面各铺抹２５mm厚聚合物水泥砂浆,板的总厚度为１１０mm.上一页返回任务９.３木材９.３.１木材的特点木材是使用历史悠久的传统建筑材料.尽管现代建筑材料迅速发展,研究和生产了很多新型建筑材料来取代木材,但由于木材有其独特的性质,所以在建筑工程上仍占有一定的地位.木材具有以下特点:(１)轻质高强.木材的表观密度小但强度高(顺纹抗拉强度可达５０~１５０MPa),比强度大.(２)具有良好的弹性和韧性,抵抗冲击和振动荷载作用的能力比较强.(３)加工方便,可锯、刨、钉、钻.(４)在干燥环境或水中有良好的耐久性.(５)绝缘性能好.(６)保温性能好.下一页返回任务９.３木材(７)有美丽的天然纹理.但是,木材有各向异性、易燃易腐、湿胀干缩变形大等缺点.这些缺点在采取一些措施后能有所改善.木材是一种天然资源,其生长受环境等多种因素的影响,过度采伐树木,会直接破坏生态及环境.因此,应尽量节约木材的使用并注意综合利用.木材由树木砍伐后加工而成,树木可分为针叶树和阔叶树两大类.针叶树,叶形成针状,树干通直部分较长,材质较软,胀缩变形小,耐腐蚀性较好,强度较高.工程上主要用作结构材料,如梁、柱、桩、屋架、门窗等.属此类树种的有杉木、松木、柏木等.阔叶树,叶脉成网状,树干通直部分较短,材质较硬,胀缩翘曲变形较大,强度高,加工较困难,有美丽的纹理.工程上主要用于装饰或制作家具等.属此类树种的有樟木、榉木、柚木、水曲柳、柞木、桦木等.上一页下一页返回任务９.３木材９.３.２木材的构造木材的构造可从宏观和微观两方面研究.由于树木的生长受自然环境的影响,因而木材的构造差异很大,从而对木材的性质影响也很大.因此,对木材的构造进行研究是掌握材性的主要依据.１.宏观构造宏观构造是用眼睛和放大镜观察到的木材的构造.通常,通过三个不同的锯切面来进行分析,即横切面、径切面和弦切面.上一页下一页返回任务９.３木材２.微观构造微观构造是在显微镜下观察到的木材的构造.在显微镜下观察,可看到木材由无数的管状细胞组成,大多数细胞之间横向连接,极少数为纵向连接.细胞分为细胞壁和细胞腔两部分.细胞壁由细纤维组成,细胞壁的厚薄对木材的表观密度、强度、变形都有影响.细胞壁越厚,木材的表观密度越大、强度越高,湿胀干缩变形也越大.一般阔叶树细胞壁比针叶树厚,夏材比春材厚.木材细胞的种类有管胞、导管、树脂道、木纤维等.髓线由联系很弱的薄壁细胞组成.针叶树主要由管胞和木纤维组成,阔叶树主要由导管、木纤维及髓线组成.上一页下一页返回任务９.３木材９.３.３木材的主要性质１.含水率木材中的水分有吸附水、自由水和化学水三种.吸附水存在于细胞壁中,自由水存在于细胞腔和细胞间隙中,化学水存在于化学成分中.当细胞壁中的吸附水达到饱和,而细胞腔和细胞间隙中无自由水时,木材的含水率称为纤维饱和点.它是木材物理力学性质变化的转折点,一般为２５％~３５％.木材具有很强的吸湿性,随环境中温度、湿度的变化,木材的含水率也会随之而变化.当木材中的水分与环境湿度相平衡时,木材的含水率称为平衡含水率,它是选用木材的一个重要指标.上一页下一页返回任务９.３木材２.干湿变形木材的干湿变形较大,木材的细胞壁吸收或蒸发水分使木材产生湿胀或干缩.木材的湿胀干缩与纤维饱和点有关,当木材中的含水率大于纤维饱和点、只是自由水增减变化时,木材的体积无变化;当含水率小于纤维饱和点时,含水率降低,木材体积收缩;含水率提高,木材体积膨胀.因此,从微观上讲,木材的胀缩实际上是细胞壁的胀缩.３.强度木材的强度可分为抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度等,木材强度具有明显的方向性.抗压强度、抗拉强度、抗剪强度有顺纹、横纹之分,而抗弯强度无顺纹、横纹之分.其中,顺纹抗拉强度最大,可达５０~１５０MPa,横纹抗拉强度最小.若以顺纹抗压强度为１,则木材各强度之间的关系见表９-２９.上一页下一页返回任务９.３木材木材的强度除取决于本身的组织构造外,还与下列因素有关.１.含水率当含水率在纤维饱和点以上变化时,木材的强度基本不变;当含水率在纤维饱和点以下时,木材的强度随含水率降低而提高.含水率大小对木材的各种强度影响不同,如含水率对顺纹抗压及抗弯强度影响较大,而对顺纹抗拉和顺纹抗剪强度影响较小.２.荷载作用时间荷载作用持续时间越长,木材抵抗破坏的强度越低.木材的持久强度(长期荷载作用下不引起破坏的最大强度)一般仅为短期极限强度的５０％~６０％.上一页下一页返回任务９.３木材３.疵病木材中存在的缺陷,如腐朽、木节(死节、漏节、活节)、斜纹、乱纹、干裂、虫蛀等都会导致木材的强度降低.４.温度木材不宜用于长期受较高温度作用的环境中,因为随温度升高,木材中的有机胶质会软化.若长期处于４０℃~６０℃的环境中,会引起木材缓慢碳化;若超过１００℃,则导致木质分解,使木材强度降低.上一页下一页返回任务９.３木材９.３.４木材的腐蚀与防腐、阻燃与防火１.木材的腐朽与防腐木材在适合的条件下,有良好的耐久性,但处于干湿交替环境中,木材会产生腐朽.俗语说:“干千年,湿千年,干干湿湿两三年”.这就说明环境条件对木材的影响很大.木材的腐朽是由于真菌腐蚀所致,影响木材的真菌有霉菌和腐朽菌.霉菌以细胞腔内物质为养料,对木材无影响;腐朽菌则以细胞壁为养料,是造成木材腐朽的主要原因.腐朽菌生存和繁殖必须同时具备水分、温度、空气这三个条件.当木材含水率处于１５％~５０％、温度为２５℃~３０℃,又有足够的空气的条件下,腐朽菌最易生存和繁殖,木材也最易腐朽.若处于干燥条件下或水中,由于腐朽菌难以生存,因而木材具有良好的耐久性.上一页下一页返回任务９.３木材２.木材的阻燃与防火木材是木质纤维材料,其燃烧点很低,仅为２２０℃,极易燃烧.木材在燃烧过程中,木质纤维燃烧并碳化(固相燃烧),同时受热分解,形成大量含高能活化基的可燃气体,活化基的燃烧又产生新的活化基(气相燃烧),燃烧温度可高达８００℃~１３００℃,形成气固相燃烧链.因此,对木材进行阻燃及防火处理是个相当重要的问题.对木材进行阻燃处理,是通过抑制热分解、热传递、隔断可燃气体和空气的接触等途径,从而达到阻滞木材的固相燃烧和气相燃烧的目的.木材的防火处理是对木材表面进行涂刷或浸注防火涂料,在高温或火中产生膨胀,形成海绵状的隔热层,或形成大量灭火性气体、阻燃气体,以达到防火的目的.上一页下一页返回任务９.３木材９.３.５木材的等级和人造木材的种类９.３.５.１木材的等级建筑用木材根据材种(按制材规定可提供的木材商品种类及加工程度),可分为原木和锯材两种.原木是指去除根、皮、梢,并按一定尺寸规格和直径要求锯切和分类的圆木段,可分为加工用原木、直接用原木和特级原木.锯材是指原木经纵向锯解加工而成的材种,分为普通锯材和特等锯材.根据现行标准规定:加工用原木与普通锯材根据各种缺陷的容许限度分为一、二、三等.上一页下一页返回任务９.３木材９.３.５.２人造木材天然木材的生长受到自然条件的制约,木材的物理力学性质也受到很多因素的影响.与天然木材相同,人造木材具有很多特点:可以节约优质木材,消除木材各向异性的缺点以及木材疵病对木材的影响,不易变形,小直径原木可制得宽幅板材等.因此,人造木材在建筑工程中(尤其是装饰工程中)得到广泛的应用.１.胶合板胶合板是将原木蒸煮软化后经旋切机切成薄木单片,经干燥、上胶、按纹理互相垂直叠加再经热压而成.层数有３~１３层(均为单数)不等.其特点是:面积大,可弯曲,轻而薄,变形小,纹理美丽,强度高,不易翘曲等.根据胶合质量和使用胶料的不同分为四类.其分类、特性及适用范围见表９-３０.上一页下一页返回任务９.３木材２.纤维板纤维板是将树皮、刨花、树枝干及边角料等经破碎浸泡、研磨成木浆,使其植物纤维重新交织,再经湿压成型、干燥处理而成.根据成型时温度与压力不同,可分为硬质纤维板、半硬质纤维板和软质纤维板三种.纤维板具有构造均匀,含水率低,不易翘曲变形,力学性质均匀,隔声、隔热、电绝缘性能较好,无疵病,加工性能好等特点.纤维板常用规格见表９-３１.硬质纤维板密度大、强度高,可用于建筑物的室内装修、车船装修和制作家具,也可用于制造活动房屋及包装箱.半硬质纤维板可作为其他复合板材的基材及复合地板.软质纤维板密度低、吸湿性大,但其保温、吸声、绝缘性能好,故可用于建筑物的吸声、保温及装修.上一页下一页返回任务９.３木材３.细木工板细木工板是上下二层为夹板、中间为小块木条压挤连接作芯材复合而成的一种板材.细木工板按制作方法可分为热压和冷压两种.冷压是芯材和夹板胶合,只经过重压,所以表面夹板易翘起;热压是芯材和夹板经过高温、重压、胶合等工序制作而成,板材不易脱胶,比较牢固.４.刨花板刨花板是将木材加工后的剩余物、木屑等,经切碎、筛选后拌入胶料、硬化剂、防水剂等经成型、热压而成的一种人造板材.刨花板具有板面平整挺实、强度高、板幅大、质轻、保温、较经济、加工性能好等特点.如经过特殊处理后,还可制得防火、防霉、隔声等不同性能的板材.上一页下一页返回任务９.３木材５.木丝板木丝板是将木材碎料刨锯成木丝后经化学处理,用水泥、水玻璃胶结压制而成.表面木丝纤维清晰,有凹凸,呈灰色.６.中密度纤维板(MDF)中密度纤维板是以木质粒片在高温蒸汽热力下研化为木纤维,再加入合成树脂,经加压、表面砂光而制得的一种人造板材.中密度纤维板主要用于隔断、顶棚、门扇、浮雕板、踢脚板、家具、壁板等,还可用作复合木地板的基材.上一页返回任务９.４高分子材料９.４.１高分子材料的基本知识随着现代建筑业的发展,人们对建筑材料提出了向轻质、高强、多功能方向发展的要求.多年来,建筑工程上一直提倡以塑代钢,以塑代木,而在今天这种设想已逐步得到了实现.高分子材料在建筑工程上的用途和用量不断增加,品种也越来越多,已成为建筑材料中的一支新军.当今世界,高分子材料已和钢材、石油一起成为衡量社会经济发展水平的三大标志性材料.高分子材料是指分子量大于１００００以上的化合物(又称聚合物)材料.其是以聚合物、适当的填料和助剂配制而成的有机材料,主要形式有塑料、橡胶、胶粘剂、密封材料等.塑料有单组分和多组分两种.如单组分塑料仅含合成树脂一种成分,而多组分塑料除含合成树脂外,还有填充料(滑石粉、石灰石粉等)和添加剂(增塑剂、固化剂、阻燃剂、发泡剂等).高分子材料具有以下特点:下一页返回任务９.４高分子材料(１)表观密度小,为０.９~２.２-/cm３.(２)比强度大,有些品种的比强度已接近甚至超过钢材.(３)导热系数小,为金属材料的１/５００~１/６００.(４)化学稳定性好,在酸碱盐及蒸汽等作用下具有较好的稳定性.(５)电绝缘性能好,绝大多数高分子材料不导电.(６)装饰效果好,色彩丰富.但高分子材料也存在耐热性低、耐火性差、易老化、刚度小、价格相对较高等缺点,尚有待于改善.上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.２高分子材料的组成１.合成树脂合成树脂是高分子材料的基本组成,是决定高分子材料性质的主要成分,在高分子材料中的含量可达３０％~１００％.合成树脂按生产时化学反应的不同,可分为聚合树脂和缩合树脂两类.聚合树脂是由一种或一种以上的不饱和化合物(单体)经热、光及催化剂的作用聚合而成的树脂.合成物的组成与单体的化学组成基本相同,在反应过程中,无反应副产物产生.如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等都是聚合树脂.聚合树脂的分子为线型结构.缩合树脂是由两种以上的单体经加热和催化剂作用缩合而成.上一页下一页返回任务９.４高分子材料合成物的化学组成与反应单体的组成完全不同,在反应过程中有低分子的反应副产物产生(如水、氨等).如酚醛树脂由苯酚和甲醛经缩合而成;脲醛树脂由尿素与甲醛缩合而成.缩合树脂的结构有体型结构和线型结构两种.合成树脂按加热时表现性质的不同,可分为热塑性树脂、热固性树脂两类.热塑性树脂受热软化,冷却后变硬,反复多次性质无明显变化,这类树脂的分子为线型结构,包括全部聚合树脂及部分缩合树脂.热固性树脂加热后先转变成黏稠状态,然后继续发生化学变化而最终成为不熔、不溶的物质,受热后不再软化.这类树脂的分子为体型结构,它包括大部分的缩合树脂.上一页下一页返回任务９.４高分子材料２.填充料为提高高分子材料的强度、耐热性、耐磨性、硬度,降低高分子材料的成本,可掺入适量的填充料.常用的填充料有粉状和纤维状两类.粉状填充料有木粉、滑石粉、石灰石粉、石英粉、铝粉、硅藻土、炭黑等;纤维状填充料有石棉、玻璃纤维等.高分子材料中填充料的掺入量可达４０％~７０％.３.添加剂添加剂是为改善高分子材料性质而掺入的某些助剂,如增塑剂、固化剂、稳定剂、抗老化剂、抗静电剂、阻燃剂、着色剂、发泡剂等.上一页下一页返回任务９.４高分子材料(１)增塑剂:掺入增塑剂可提高高分子材料的可塑性,便于加工制作,同时,又能使高分子材料制品具有柔软性.(２)固化剂:固化剂的作用是使合成树脂中的线型分子交联成体型结构,使其固化.(３)抗老化剂:可提高高分子材料抗热氧老化和光氧老化的能力.(４)阻燃剂:可提高高分子材料阻止燃烧的能力,并降低高分子材料的燃烧速度或使火焰自熄.(５)着色剂:使高分子材料具有各种所需的颜色.上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.３高分子材料(塑料)常用的品种９.４.３.１热塑性塑料１.聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯是以由氯乙烯单体经聚合而成的聚氯乙烯树脂为主要原料的多功能塑料.通过加入不同量的增塑剂,可制得硬质和软质聚氯乙烯.硬质聚氯乙烯机械性能好,耐老化性能较好,具有自熄性、良好的耐腐蚀性,易加工,价格低,但耐热性较差,长期耐热温度不大于６０℃(玻璃化温度为８０℃左右),是建筑工程中应用最为广泛的一种塑料,如制造给水排水管道、塑料门窗、电线配管、装饰饰面板、楼梯扶手等.上一页下一页返回任务９.４高分子材料软质聚氯乙烯具有较好的伸长率、拉伸强度,经挤压成型可得板材、片材、型材作装饰材料,如塑料地板、灯片等.近年来,我国已研制了高聚合度聚氯乙烯(聚合度达４０００~８０００),其具有价低、性能优异的特点,可用于门窗框、家电、各种软管、各种性能的电缆料、伸缩绝缘带、汽车内部材料以及压延透明膜等.２.聚乙烯(PE)聚乙烯是由乙烯单体经聚合而成.以聚乙烯树脂为主要原料制成的聚乙烯塑料机械性能好,易燃烧(设计时宜加阻燃剂),柔性好,耐溶剂性好,能耐大多数酸碱作用,主要用于卫生洁具及给水排水管材等.聚乙烯按密度可分为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)三种.上一页下一页返回任务９.４高分子材料３.聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯是由苯乙烯单体经聚合而成,由聚苯乙烯树脂制成的塑料,呈无色透明或白色.聚苯乙烯塑料透明性好,透光率可达８８％以上,机械强度较好,但抗冲击性较差,性脆,易燃,能溶于甲苯、苯等有机溶剂中.在建筑工程中,可用作保温材料、制作成片材(可用于隔断、吊顶灯片等).目前,其产量仅次于聚氯乙烯和聚乙烯.４.聚丙烯(PP)聚丙烯是由丙烯单体聚合而成,为结晶性聚合物,以聚丙烯树脂为主要成分的聚丙烯塑料,其机械性能和耐热性都优于聚乙烯,耐溶剂性好、易燃烧,但耐低温较差、有一定的脆性.主要用于生产管材(如目前用作上水管的无规共聚丙烯管材PPR管)和卫生洁具.上一页下一页返回任务９.４高分子材料５.ABS塑料ABS塑料是由丙烯腈、乙二烯和苯乙烯三种单体经共聚而成的塑料,是一种经改性的聚苯乙烯,具有较好的抗冲性、耐低温性、耐热性、耐候性及抗静电性.可用作结构材料,是通用工程塑料中应用最为广泛的一种,也可制作成管道、异形板材、门窗框架、高级卫生洁具、模板等用于建筑工程中.６.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯(又称有机玻璃)是由丙酮、氰化物及甲醇反应后生成的甲基丙烯酸甲酯单体经聚合而成,具有良好的透明性,透光率可达９２％以上,耐老化性能优良,能溶于氯仿,但表面硬度较无机玻璃低、易划伤.在建筑上可用于隔断、护墙板、广告牌、面盆、浴缸等.上一页下一页返回任务９.４高分子材料７.聚碳酸酯塑料(PC)聚碳酸酯塑料是一种力学性能和耐热性能俱佳的非结晶型热塑性工程塑料,有不碎玻璃之称.该塑料具有特高的冲击强度,在－４０℃~＋１２０℃温度范围内,其冲击强度是玻璃的２５０倍,是有机玻璃的１５０倍,而且透光率好,３mm厚透光率为８６％;质轻,仅为玻璃的５０％左右;隔热性能好,与玻璃相比可节约１０％的能源;具有自熄性,阻燃;抗紫外线能力强且施工方便,可进行冷弯,最大弯曲半径约为板厚的１００倍.其常被制作成板材,用于办公大楼、宾馆、体育馆、娱乐中心、教学楼、医院、工业厂房等采光大棚,公路隔声墙、车库、车站雨棚、广告牌、出租车防盗及警用防暴盾牌等.上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.３.２热固性塑料１.酚醛塑料(PF)酚醛塑料是由苯酚与甲醛经缩合反应而成的酚醛树脂加入填充料后所制得的一种热固性塑料.它具有耐热、耐化学腐蚀及绝缘性能好的特点,有电木之称.其性脆、坚硬、阻燃.建筑上采用酚醛塑料制作成各种饰面板,采用酚醛树脂生产涂料或胶粘剂,用于粘结人造板材.２.脲醛塑料(UF)脲醛塑料由尿素和甲醛经缩合反应而得.低分子量时为液态,常用于生产涂料或胶粘剂;高分子量时为固态(又称电玉),用于制作建筑小附件及娱乐用品,经发泡处理可制得填充用保温材料.它具有无色、无味、无毒、着色性好、粘结强度高,有自熄性、耐菌性等特点.上一页下一页返回任务９.４高分子材料３.不饱和聚酯塑料(UP)聚酯塑料是以多元酸和二元醇合成的不饱和树脂,再加入不饱和单体共聚而成.它具有化学稳定性高、强度高、粘结性好,弹性、耐热性、耐水性及工艺性能优良等特点,可用于生产玻璃钢、卫生洁具、人造大理石、人造花岗石及塑料涂布地板等.４.聚氨酯塑料(PV)聚氨酯塑料是一种性能优良的热固性塑料,根据组成不同可分为单组分和双组分两种.双组分的聚氨酯塑料为软性,单组分的为硬性.它具有良好的机械性能,耐老化性能好,耐热性好,耐磨性、耐污性好等特点,可用于制作建筑涂料、防水材料、胶粘剂、塑料地板等.上一页下一页返回任务９.４高分子材料５.玻璃纤维增强塑料(-RP)玻璃纤维增强塑料又称玻璃钢,是采用聚酯(UP)、环氧(EP)等树脂涂布玻璃纤维布而制成的轻质高强塑料制品.它具有质轻、高强(抗拉强度可达１００~１５０MPa,此强度超过钢材)、化学稳定性好、价低等特点,但刚度不如金属,会产生较大的变形.由于纤维布层与层之间,纤维布平面内经纬向不同,玻璃钢表现出各向异性.玻璃钢常用作采光材料、围护材料和装饰材料,如透明波形板、半透明的中空夹层板、采光罩、各种复合板、门窗、浮雕、贴面板等,还可制作浴缸、管道及各种容器.上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.４胶粘剂胶粘剂是指能形成薄膜,并能将两种物体的表面通过薄膜紧密连接而达到一定物理化学性能要求的物质.在建筑工程中使用胶粘剂的优点如下:(１)可用胶粘剂来复合薄膜材料、纤维材料、层状材料、碎屑材料.如玻璃棉、玻纤增强材料、纤维板、胶合材、木屑板等.(２)胶粘缝的应力分布面积较之机械连接宽大且均匀,使复合材料避免或可以缓解应力集中现象,有利于制作轻质高强材料.(３)各向异性材料的比强度和尺寸稳定性可以获得改善.(４)胶粘缝有气密、水密特点,有利于建筑节能.(５)可胶结两种不同材料、甚至热膨胀系数相差很大的材料.上一页下一页返回任务９.４高分子材料现代建筑业胶粘剂的使用越来越广泛,目前,建筑胶粘剂的基料主要有聚醋酸乙烯(PVAC)及其共聚物、丙烯酸酯聚合物、环氧树脂及聚氨酯等.１.聚醋酸乙烯胶粘剂聚醋酸乙烯胶粘剂是由醋酸和乙炔合成醋酸乙烯,再经乳液聚合而成的一种乳白色的具有酯类芳香的乳状液体,又称白胶.聚醋酸乙烯胶粘剂可在常温下固化、使用方便、固化较快、粘结强度高、粘聚层有较好的韧性和耐久性、不易老化、无毒、无污染、价低,但耐水性、耐热性较差,只能作室温下非结构胶用.它主要用于非金属材料,如墙纸、木材、玻璃、陶瓷、混凝土的粘结.上一页下一页返回任务９.４高分子材料２.醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)由于在醋酸乙烯-乙烯共聚乳液分子长链中引进了乙烯基,使高分子主链变得柔韧,不会产生由于低分子外加增塑剂引起的迁移、挥发、渗出等问题.其成膜温度和玻璃化温度比聚醋酸乙烯(PVAC)乳液低,它对臭氧、氧、紫外线稳定,耐冻融,抗酸碱性能优良,价格适中.用醋酸乙烯-乙烯共聚乳液作为胶料配成的聚合物水泥混凝土或砂浆有非常明显的技术经济效益,可广泛用于土木工程中.３.丙烯酸系胶粘剂丙烯酸系胶粘剂是以丙烯酸酯为基料制成的胶粘剂.其原料来源充足、无毒无污染、附着力高、固化快、用途广泛.这类非乳化剂乳液新产品的开发使该类材料在建筑中得到广泛的应用.上一页下一页返回任务９.４高分子材料４.环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂是由环氧树脂、固化剂、填料、增韧剂等组成的胶粘剂.配方不同时,可得到不同品种和用途的胶粘剂.环氧胶粘剂具有粘结强度高、韧性好、耐热、耐酸碱、耐水等特点,适用于金属、塑料、橡胶、陶瓷等多种材料的粘结.５.不饱和聚酯树脂(UP)胶粘剂不饱和聚酯是一种热固性树脂,未固化时为一种高黏度的液体,一般在室温固化,固化时需加固化剂和促进剂.它具有工艺性能好、可室温固化、固化时收缩率较大等特点,主要用于制造玻璃钢,也可粘结陶瓷、金属、木材、混凝土等材料.上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.５土工布土工合成材料是以高分子聚合物为原料的新型建筑材料,它是以塑料、化纤、合成橡胶为原料制成的产品,置于土体内部、表面、各层土体之间起着加强和保护的作用.广泛应用于公路、铁路、港口、水利及工业民用建筑等土木工程各个领域.它的种类很多,其中有一类具有透水性的布状织物,叫作“土工织物”,俗称“土工布”.织物的成分是人造聚合物,常用的有聚丙烯(丙纶)、聚酯(涤纶)、聚乙烯、聚酸胺(锦纶)、聚酰胺(尼龙)和聚偏二氯乙烯等.目前,土工合成材料主要包括:土工织物(透水、布状),土工网、格、垫(粗格或网状),土工薄膜(不透水、膜状)和土工复合材料(以上材料的组合).上一页下一页返回任务９.４高分子材料９.４.５.１土工布的种类和特点按照不同的制造工艺,可将土工布分为有纺、无纺、编织和复合织物四种.(１)有纺织物.是由经线和纬线相互交织而成的织物,与日用布相似,可分为平纹织物(经、纬线相互垂直)和斜纹织物.１)单丝有纺织物.织物的成分大多为聚酯或聚丙烯,单丝的横截面为圆形或长方形.单丝有纺织物一般为中等强度,主要用作反滤材料.２)复丝有纺织物.由许多细纤维的纱线织成.纤维原料多为聚丙烯和聚酯,薄膜丝原料为聚乙烯.主要用于加筋,在铺设时应注意使其最大强度方向与最大应力方向一致.此种织物价格较高,应用受到限制.上一页下一页返回任务９.４高分子材料３)扁丝有纺织物.由宽度大于厚度许多倍的纤维织造而成.常见的扁丝织物是聚丙烯薄膜织物,扁丝之间不经粘合易撕裂.但此织物具有较高强度和弹性模量,主要用作分隔材料.(２)无纺织物.是将纤维沿一定方向或随机地以某种方法相互结合而制成的织物.无纺织物的原料几乎全是由聚酯、聚丙烯或由聚丙烯与尼龙纤维混纺制成.其价格较低,具有中、低强度和中等至较大的破坏延伸率,已广泛用作反滤、隔离和加筋材料.(３)编织织物.是由一股或多股纱线组成的线卷相互联锁而制成,又称“针织物”.使用单丝和复合长丝,能够织成各种管状织物.编织织物造价较低,但在工程领域中较少应用,近年来美国已将其用于反滤与加筋材料.上一页下一页返回任务９.４高分子材料(４)复合织物.是将编织织物、有纺织物和无纺织物等重叠在一起,用粘合或针刺等方法使其相互组合加工而成的织物.许多专门用于排水的复合织物由两层薄反滤层中间夹一厚透水层组成.反滤层一般是热粘合无纺织物,透水层是厚型针织物或特种织物.９.４.５.２土工布在道路工程中的应用合成织物用于土木工程始于２０世纪５０年代末,最早是美国人R.J.Barrett在佛罗里达州将透水性合成纤维有纺织物铺设在混凝土块下,作为防冲刷保护层.２０世纪７０年代以后,国外织物的应用从公路、铁路的路基工程逐步扩展到挡土墙、主坝等大型永久性工程.２０世纪８０年代初,我国铁道部门开始试用无纺织物,自８０年代中期,水利、港建、航道和公路部门开始推广使用.其主要有以下作用.上一页下一页返回任务９.４高分子材料１.排水作用织物是多孔隙透水介质,埋在土中可以汇集水分,并将水排出主体.织物不仅可以沿垂直于其平面的方向排水,也可以沿其平面方向排水,即具有水平排水功能.２.反滤作用为防止土中细颗粒被渗流潜蚀(管涌现象),传统上使用级配粒料滤层.而有纺和无纺织物都能取代常规的粒料,起反滤层作用.工程中往往同时利用织物的反滤和排水两种作用.上一页下一页返回任务９.４高分子材料３.分隔作用在岩土工程中,不同的粒料层之间经常发生相互混杂现象,使各层失去应有的性能.将织物铺设在不同粒料层之间,可以起分隔作用.例如,在软弱地基上铺设碎石粒料基层时,在层间铺设织物,可有效地防止层间土粒相互贯入和控制不均匀沉降.织物的分隔作用在公路软土路基处理中效果很好.４.加筋作用织物具有较高的抗拉强度和较大的破坏变形率,以适当的方式将其埋在土中,作为加筋材料,可以控制土的变形,增加土体稳定性.其也可用于加筋挡土墙中.在一项工程中,织物有多种作用,见表９-３２.上一页返回任务９.５保温材料和吸声材料９.５.１保温材料为了保持室内有一个适宜于人们工作、学习和生活的环境,一般在选择围护结构的建筑材料时,要考虑材料的保温绝热性能.材料的保温性能用导热系数λ来评定(见项目１),在选用保温绝热材料时,应满足的基本要求是:导热系数不宜大于０.２３W/(m·K),表观密度不宜大于６００k-/m３,抗压强度应大于０.３MPa.９.５.１.１保温材料的基本性能１.导热系数保温材料的保温性能通过导热系数大小来衡量,导热系数是通过材料本身热量传导能力大小的量度,它受本身物质构成、孔隙率、材料所处环境的温度、湿度及热流方向的影响.下一页返回任务９.５保温材料和吸声材料(１)材料的物质构成.材料的导热系数受自身组成物质的化学组成和分子结构的影响.化学组成和分子结构比较简单的物质比结构复杂的物质有较大的导热系数.(２)孔隙率.由于固体物质的导热系数比空气的导热系数大得多,因此一般来说,材料的孔隙率越大,材料的导热系数就越小.材料的导热系数不仅与孔隙率有关,而且还与孔隙的大小、分布、形状及连通状况有关.封闭孔隙比粗大连通孔隙的导热系数小.(３)温度.材料的导热系数随温度的升高而增大,因为温度升高,材料中固体分子的热运动增强,同时,材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加.上一页下一页返回任务９.５保温材料和吸声材料(４)湿度.材料受潮吸水后,会使其导热系数增大.这是因为水的导热系数比空气的导热系数要大约２０倍所致.若水结冰,则由于冰的导热约为空气导热系数的９０倍,从而使材料的导热系数增加更多.保温材料在施工及保管的过程中,必须在干燥条件下进行.(５)热流方向.对于纤维状材料,热流方向与纤维排列方向垂直时材料表现出的导热系数要小于平行式的导热系数.这是因为前者可对空气的对流等起有效的阻止作用所致.２.温度稳定性材料在受热作用下保持其原有性能不变的能力,称为保温材料的温度稳定性.通常,用其不致丧失保温性能的极限温度来表示.上一页下一页返回任务９.５保温材料和吸声材料３.吸湿性保温材料在潮湿环境中吸收水分的能力称为其吸湿性.一般其吸湿性越大,对保温效果越不利.４.强度保温材料的机械强度和其他建筑材料一样是用强度极限来表示的.通常,采用抗压强度和抗折强度.由于保温材料有大量孔隙,故其强度一般不大,因此不宜将保温材料用于承受外界荷载的部位.对用于不同部位的保温材料,应考虑相应的强度要求.９.５.１.２常用保温材料常用保温材料的性能参数见表９-３３.上一页下一页返回任务９.５保温材料和吸声材料９.５.２吸声材料对一些有音质要求的建筑,如电影院、剧院、演播室、礼堂、教室等,为了保证有良好的音质,抑制噪声影响,通常须考虑采用吸声材料.其吸声性能的好坏用吸声系数表示,吸声系数的大小与声音的频率、入射方向有关.通常,将材料在１２５、２５０、５００、１０００、２０００、４０００(Hz)这六个频率下的平均吸声系数大于０.２的材料称为吸声材料,为发挥吸声材料的作用,材料的气孔应是开放的,且应相互连通,气孔越多,吸声性能就越好.大多数吸声材料强度较低,因此,吸声